節能節材環保型交流接觸器的製作方法

2023-12-07 06:05:11

專利名稱：節能節材環保型交流接觸器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流接觸器，具體涉及一種真正零功耗維持工作的無噪聲交流接觸器。
背景技術：
現有各種系列的交流接觸器，由於其採用的是E型或U型矽鋼片鐵芯加電磁吸合線圈的結構，因而只要交流接觸器工作，電磁吸合線圈就有電流通過，它必定要消耗一定的電能，而且隨著交流接觸器大小容量的不同，其吸合線圈耗能從小到幾瓦(VA)大到幾百瓦(VA)，故全國每年就有幾百億度(KVA/時)的電能被無形的浪費掉，並消耗昂貴的矽鋼片及較多的銅線材，而且會產生交流噪聲和工頻電磁汙染，並向環境排放廢熱，增加溫室效應。同時，產壽命短，更換頻繁。雖然目前針對上述存在的缺陷而發明並取得各種專利的磁保持接觸器有所改善，但仍有少量維持電流長期耗電，無法做到零功耗工作；或者是由於線路繁雜並採用易損的可控矽元件及易乾枯失效的電解電容作為主要元件，而不能長期穩定的可靠工作。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是如何克服上述現有技術的缺點，提供一種恆磁保持的機構，保證在不按按鈕時完全不耗電的交流接觸器。
本實用新型上述技術問題這樣解決，構造一種節能節材環保型交流接觸器，包括觸點部分、由釹鐵硼永磁體1、動軟鐵芯4和靜軟鐵芯2組成的電磁系統，以及裝在所述靜軟鐵芯2上的線圈組14，其特徵在於，還包括連接交流電迴路的由啟動按鈕11、停止按鈕12組成的開關按鈕，與開關按鈕連接的整流電路13，通過電磁系統控制所述觸點部分動作的線圈組14通過保護電路15連接在整流電路13的輸出端。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述整流電路(13)包括兩個各有一端反向連接的高反壓二極體(D1、D2)以及連接在二極體(D1、D2)輸出端之間的反磁限流電阻(R)以及連接在半波整流輸出端的濾波電容器(C)。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述保護電路15包括跨接在濾波輸出端的第三保護元件(PT3)以及兩個分別串聯連接在線圈組14兩端的第一和第二保護元件(PT1、PT2)，其中，第一保護元件(PT1)為熱敏電阻，第二保護元件(PT2)為瞬間導通的消磁電阻，第三保護元件(PT3)是壓敏電阻。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述觸點部分包括通過絕緣連接件9裝在動軟鐵芯4上的動觸頭5以及設在動觸頭5上的動接點7，還包括固定設置的靜觸頭6以及裝在靜觸頭6上的靜接點8，還包括動軟鐵心4上的張力復位彈簧10。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述電磁系統包括一個釹鐵硼永磁體1以及兩個同時垂直間隔設置的「I」型靜軟鐵心2，所述線圈組14分別纏繞在兩個「I」型靜軟鐵心2上並順向串聯連接。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述電磁系統包括兩個釹鐵硼永磁體1以及三個同時垂直間隔設置的「I」型靜軟鐵心2，所述線圈組14纏繞在中間位置的「I」型靜軟鐵心2上。
在按照本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器中，所述啟動按鈕11與停止按鈕12的動靜接點交叉互連。
實施本實用新型提供的節能節材環保型交流接觸器，具有以下優點1)由於本實用新型的交流接觸器電磁鐵線圈只有在按鈕按下瞬間直流通電，節能效果達到99.9％以上；2)採用釹鐵硼永磁體、低成本的軟鐵芯和較少的線圈材料，可節省成本高昂的矽鋼片及銅線材，使總體成本比普通交流接觸器下降約1/4---1/3；3)採用了極為簡單且可靠的半波整流電路，無可控矽、電解電容等易損件，使得產品的可靠性及壽命大大提高；同時大部分結構件採用市場上易於採購的通用件，降低了生產成本，縮短了生產周期，有利於大規模生產；4)可兼容現有交流接觸器的全部功能和安裝結構，體積更小，重量更輕，使用壽命更長，可靠性更高。


圖1是本實用新型節能節材環保型交流接觸器的電路原理圖；圖2是本實用新型節能節材環保型交流接觸器第一實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型節能節材環保型交流接觸器第二實施例的結構示意圖；具體實施方式
對圖1-圖3中各個標號統一說明如下1是釹鐵硼永磁體，2是靜軟鐵芯，3是線圈，4是動軟鐵芯，5是動觸頭，6是靜觸頭，7是動接點，8是靜接點，9是絕緣連接件，10是張力復位彈簧，11是啟動按鈕，12是停止按鈕，13是整流電路，14是線圈組，15是保護電路，16是永磁體磁力線方向及線圈吸合磁力線方向，17是線圈釋放磁力(反磁)線方向。
本實用新型的節能節材環保型交流接觸器分為電路控制部分與電磁動作執行部分。其中，電路控制部分的電路如圖1，電磁動作執行部分有兩種實施方式，分別如圖2、圖3所示。圖1的電路控制部分可分別與圖2、3的電磁動作執行部分一體化構成。
如圖1，電路控制部分的功能是按下啟動按鈕11與停止按鈕12時，加於電磁動作執行部分中電磁線圈14上的電壓極性發生轉換，其中，D1、D2均為高反壓二極體，構成半波整流迴路；圖1中接在半波輸出端的無極性電容器C，用於對半波整流輸出進行濾波，而接在兩個二極體輸出端上的反磁限流電阻R，用於限制反向電流小於正向(按啟動按鈕時)電流。在圖1的電路圖中，第一、二、三保護元件PT1、PT2和PT3構成保護電路15，其中，第一保護元件PT1為敏感保護電阻，此處PT1為熱敏電阻，第二保護元件PT2為瞬間導通的消磁電阻、第三保護元件PT3是壓敏電阻；啟動按鈕11與停止按鈕12分別各有一組動接點和靜接點，其間，動靜接點交叉互連；作為接觸器執行機構的電磁線圈組14(L)是通過保護電路15連接在半波整流電路13的輸出端上。
本實用新型的電磁動作執行部分可以有兩種實施方式，分別如圖2和圖3所示。電磁動作執行部分的功能是完成啟動與停止按鈕按下時，使接觸器觸頭的吸合與釋放。結合圖1，進一步說明其工作原理。
①按下啟動按鈕的「通」按鈕到底，發出啟動命令，電流流過「通」按鈕動接點→「斷」按鈕靜接點→D1→PT1→L→PT2，完成正向半波整流迴路。電磁線圈3上電壓為「a」正「b」負。
②按下停止按鈕「斷」按鈕到底，發出停止命令，電流流過「斷」按鈕動接點→「通」按鈕靜接點→D2→R→PT1→L→PT2完成負向半波整流迴路，電磁線圈3上電壓為「a」負「b」正。
③無極性電容器C起雙向濾波作用，可防止「通」、「斷」按鈕人為地長時間按下時產生的交流哼聲，並可提高線圈電源執行效率。電容器C還可吸收線圈斷電時產生的自感高壓。
④PT1為正溫度係數的熱敏電阻埋於線圈內部，當溫度到設定值升高時，PT1呈高阻態，大幅減小迴路工作電流。目的是防止意外事故造成的電磁線圈溫度升高，以保護線圈。
⑤PT2為常用的消磁電阻，其功能是只在通電瞬間呈低阻抗導通狀態，然後呈高阻開路狀態，其目的是防止人為的長時間按下「通」或「斷」按鈕時，線圈有電流流過而浪費電能。PT1與PT2構成線圈L的雙重保護並節能。
⑥PT3為常用的壓敏保護電阻，可防止雷擊與浪湧過壓電壓及吸收線圈斷電時產生的自感應高電壓。
⑦「通」和「斷」按鈕動靜接點的交叉互連，目的是防止人為地同時按下「通」和「斷」按鈕(不論輕或是重按到底)時，本控制電路均無法構成電流流通迴路，從而防止電磁執行部分上下誤跳動作。
按照本實用新型提供節能節材環保型交流接觸器，用最簡單的電路和最少的元件構成工作時不耗電的磁保持接觸器，以便大規模生產，其原理是永磁體的吸合力與動磁鐵上張力復位彈簧較(角)力，達到吸合與釋放的目的。從具體實施例來看，只要採用一組線圈、兩隻二極體、一隻無極性電容、一隻電阻，工作時線圈加正向電壓(a正，b負)以加強永磁體磁力，使其疊加磁力大於張力復位彈簧張力，吸合後由永磁體保持吸合狀態，達到吸合目的；停止時加反向電壓(a負，b正)，產生反向磁力以抵消大部分永磁體磁力，使其合力小於張力復位彈簧的張力，從而達到釋放的目的。此原理的特點是簡單可靠，摒棄了可控矽、電解電容等易損件，工作可靠性極高，工作時只有吸合和釋放瞬間微量耗電。此外，由於採用釹鐵硼永久磁鐵及普通軟鐵芯，大大減少鐵芯體積和線圈體積，最終達到節約銅材及矽鋼片的目的，降低整體成本，成本比市場中普通交流接觸器下降約1/3-1/4左右，重量與體積也大大減小。最後，由於設有超溫(PT1熱敏電阻)及過流自動保護(PT2消磁電阻)，PT2亦可防止按鈕失靈或人為長時間按下按鈕不放時，線圈長時間通電。採用消磁電阻可使線圈只在加電瞬間導通。由於設有過壓防雷保護裝置(PT3壓敏電阻)，使安全可靠性增加。此外，啟動與停止電路採用按鈕連鎖互保(如圖示)，以防止當啟動與停止按鈕同時被人為地被按下時，按鈕電路始終處於斷開狀態，以免造成接觸器上下誤跳動作。
權利要求1.一種節能節材環保型交流接觸器，包括觸點部分、由釹鐵硼永磁體(1)、動軟鐵芯(4)和靜軟鐵芯(2)組成的電磁系統，以及裝在所述靜軟鐵芯(2)上的線圈組(14)，其特徵在於，還包括連接交流電迴路的由啟動按鈕(11)和停止按鈕(12)組成的開關按鈕、與開關按鈕(11、12)連接的整流電路(13)，以及通過電磁系統控制所述觸點部分動作的線圈組(14)，所述線圈組(14)通過保護電路(15)連接在整流電路(13)的輸出端。
2.根據權利要求1所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述整流電路(13)包括兩個高反壓二極體(D1、D2)以及連接在二極體(D1、D2)輸出端之間的反磁限流電阻(R)以及連接在半波整流輸出端的濾波電容器(C)。
3.根據權利要求1所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述保護電路(15)包括跨接在濾波輸出端的第三保護元件(PT3)以及兩個分別串聯連接在線圈組(14)兩端的第一和第二保護元件(PT1、PT2)。
4.根據權利要求2所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述保護電路(15)包括跨接在濾波輸出端的PTC元件(PT3)以及兩個分別串聯連接在線圈組(14)兩端的PTC元件(PT1、PT2)。
5.根據權利要求1-4中任何一項所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述觸點部分包括通過絕緣連接件(9)裝在動軟鐵芯(4)上的動觸頭(5)以及設在動觸頭(5)上的動接點(7)，還包括固定設置的靜觸頭(6)以及裝在靜觸頭(6)上的靜接點(8)，還包括動軟鐵心(4)上的張力復位彈簧(10)。
6.根據權利要求1-4中任何一項所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述電磁系統包括一個釹鐵硼永磁體(1)以及垂直於釹鐵硼永磁體(1)上間隔設置的兩個「I」型靜軟鐵心(2)，所述線圈組(14)分別纏繞在兩個「I」型靜軟鐵心(2)上，並順向串聯連接。
7.根據權利要求1-4中任何一項所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述電磁系統包括兩個釹鐵硼永磁體(1)以及三個同時垂直間隔設置的「I」型靜軟鐵心(2)，所述線圈組(14)纏繞在中間位置的「I」型靜軟鐵心(2)上。
8.根據權利要求1-4中任何一項所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述啟動按鈕(11)與停止按鈕(12)的動靜接點交叉互連。
9.根據權利要求4所述節能節材環保型交流接觸器，其特徵在於，所述第一保護元件(PT1)為熱敏電阻，所述第二保護元件(PT2)為瞬間導通的消磁電阻，所述第三保護元件(PT3)是壓敏電阻。
專利摘要一種節能節材環保型交流接觸器，包括觸點部分、由釹鐵硼永磁體、動軟鐵芯和靜軟鐵芯組成的電磁系統，以及裝在靜軟鐵芯上的線圈組，其特徵在於，採用與開關按鈕連接的半波整流電路，通過保護電路連接到整流電路輸出端的線圈組，通過電磁系統控制觸點部分動作，實現線圈只在按鈕按下瞬間通電，節能效果可達99.9％以上；又因採用釹鐵硼永磁體、低成本的軟鐵芯和較少的線圈材料，可節省成本高昂的矽鋼片及銅線材，使總體成本比普通交流接觸器下降約1/4－1/3；電路無需可控矽、電解電容等易損件，使得產品的可靠性及壽命大大提高；更可兼容現有交流接觸器的全部功能和安裝結構，體積更小，重量更輕，使用壽命更長，可靠性更高。
文檔編號H01H47/00GK2789921SQ200420150529
公開日2006年6月21日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者王湘, 楊松鶴 申請人:王湘, 楊松鶴